从物理学角度看，航天器在月球轨道运行时，需要克服月球的引力作用。当航天器的运行速度达到第一宇宙速度时，其向心力与月球对它的引力相等，此时航天器能沿着月球表面附近的圆形轨道持续飞行。如果速度低于这一数值，航天器会因引力大于向心力而逐渐坠向月球表面；若速度超过这一数值，则会脱离原有圆形轨道，进入椭圆轨道或逃离月球引力场。
月球的第一宇宙速度具体数值约为1.68千米/秒，远低于地球的7.9千米/秒。这一差异主要源于月球的质量和半径远小于地球，根据万有引力定律，天体的第一宇宙速度与其质量的平方根成正比，与半径的平方根成反比。因此，月球较小的质量和半径导致其第一宇宙速度显著降低。
在月球探测任务中，这一速度具有重要意义。例如，嫦娥系列探测器在进入环月轨道时，需要将速度精确控制在1.68千米/秒左右，才能实现稳定绕月飞行。此外，宇航员驾驶登月舱返回环月轨道时，也需通过调整速度达到这一临界值，确保与指令舱顺利对接。
这一速度的计算基于经典力学公式，不考虑月球自转、大气阻力等次要因素，是理论上的理想值。在实际航天任务中，工程师会根据探测器的轨道高度和月球引力场分布进行微调，但核心原理始终围绕第一宇宙速度的物理定义展开。